芯海科技CS32G051:笔电USB-C接口的智慧管家

2022-05-27

USB-C接口自发布以来,以更小更高速,双面对称设计不分正反插拔和可以实现双向充电等诸多优势,已经逐渐成为当下笔记本的标配。从手机到笔记本,大行其道的USB-C接口已开始逐步统一市场,而与之相关的USB-C接口管理芯片也迎来一场需求大爆发,颠覆性的功能体验和用户的拥趸为其创造了新的一轮红利。

在USB-C接口普及前,笔记本电脑上的接口可谓“百家争鸣”,包含电源接口、USB-A接口、DP接口、HDMI接口、VGA接口、网口、3.5mm音频接口等等,众多接口大小厚度不一,让笔记本在轻薄的路上越走越远,更重要的是众多接口线材连接起来后让笔记本成为了一张“蜘蛛网”,用户体验非常差。

在笔记本内部,各个接口也是“各自为政”,DC电源接口只管充电,HDMI接口只管DP信号传输,USB-A口只管USB2.0/3.0数据传输,3.5mm音频接口只管音频信号传输,各个接口之间几乎没有交集。

传统笔记本设计内部框图

USB-C接口加入笔记本后,接口迎来了革命性的“大统一”(打败你的不一定是同行,它有可能跨界而来!),将电源接口、USB-A接口、DP接口、网口、HDMI接口与VGA接口统一用USB-C来承载,轻薄简单、粗暴利落溢于言表。

随着USB-C接口的加入,笔记本内部接口也发生翻天覆地的变化:

C接口支持正反插带来的变化

• 4 lane高速信号需要增加高速MUX实现正反插

• AUX信号需要增加低速MUX实现正反插

C接口支持充放电双向快充带来的变化

• 实现“冷电”需要增加5V-LS

• 实现同时支持充放电功能需要增加20V-LS隔离

• 实现高压充电需要增加Discharge-MOS

C接口需要支持数据通讯带来的变化

• 需要增加PD-Controller

• PD-Controller需要支持Alt Mode

• PD-Controller需要支持FRS

基于全功能C口设计的笔记本框图

针对笔记本日益增强的C口功能需求,芯海科技率先推出国产高集成度,更安全及易开发的32位PD芯片:CS32G051,不仅能满足笔记本C口管家的基本需求,同时扩展更多外设资源,可适配不同的SOC和不同的应用场景。

CS32G051采用高性能32位内核,内置256KB Flash存储 + 12KB SRAM,该Flash存储区间支持软件任意大小划分运行分区和升级分区,支持双区备份乒乓升级。升级过程支持SHA256 with RSA算法验签,确保PD固件安全刷新。并且整个升级过程可做到静默无感升级,提升用户体验。

在外设方面,CS32G051集成2路多模式IIC接口、2路高速SMBUS接口,支持单线UART通信,内置高精度数模转换 ADC、比较器等数模接口。集成BC1.2模块、UFCS模块、SCP模块,可支持多种快充协议充放电,集成USB2.0模块、USB2.0 SWITCH和SBU SWITCH,可适配不同的SOC和不同的应用场景。

基于CS32G051设计的笔记本框图

此外,CS32G051支持定制化VDM和UVDM功能开发,用户产品可通过自定义的UVDM去定制化自己生态链的产品,成为笔记本USB-C接口的智慧管家。如通过UVDM支持超过100W的功率充电,通过UVDM让外设进入超低功耗模式,绿色环保,通过UVDM进入DEBUG模式快速定位产品问题等等。

USB-C接口自诞生以来,就被赋予伟大的使命----统一电源、音频、视频接口,而在这接口大统一的背后需要夯实的守护者----USB-C接口管理芯片。虽然USB-C接口管理芯片对于笔记本用户而言并不显而易见,但是却伴随着笔记本产品的整个生命周期,承载着不容或缺的功能作用。